Question

如图（甲）所示，一对足够长平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.5m，左侧接一阻值为R＝1?的电阻；有一金属棒静止地放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中。t＝0时，用一外力F沿轨道方向拉金属棒，使棒以加速度a＝0.2 m/s²做匀加速运动，外力F与时间t的关系如图（乙）所示。

（1）求金属棒的质量m
（2）求磁感强度B
（3）当力F达到某一值时，保持F不再变化，金属棒继续运动3秒钟，速度达到1.6m/s且不再变化，测得在这3秒内金属棒的位移s＝4.7m，求这段时间内电阻R消耗的电能。

Answer 1

由牛顿第二定律得：
（2）3分。   棒做匀加速运动，
所以，解得：
（3）9分。    F变为恒力后，金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，经过3秒钟，速度达到最大，此后金属棒做匀速运动。
时，，
将代入，求出变加速运动的起始时间为：
该时刻金属棒的速度为：；
这段时间内电阻R消耗的电能：

解析